אפקט מפמבה (Mpemba Effect)

מבוא:  אפקט מפמבה הוא תופעה מפתיעה, שכאשר מקררים שני כלים זהים המכילים אותה כמות מים, המים החמים יקפאו במקרים מסוימים לפני הקרים. לתופעה זו ישנם מספר איזכורים לאורך ההיסטוריה, החל ב"מטאורולוגיה" (Meteorology) של אריסטו, ב- Opus Majus של רוג'ר בייקון ואצל הוגים נוספים כמו קלגט, פרנסיס בייקון ורנה דקרט. למרות זאת, את התופעה תיאר לראשונה באופן ברור תלמיד תיכון מטנזניה בשם ארסטו מפמבה.

עקרונות פיזיקליים מרכזיים:

  • מצבי צבירה, מעבר פאזות ודיאגרמת פאזות.
  • קירור-יתר (Supercooling).
  • התגרענות (Nucleation).
  • התאיידות (Evaporation).
  • הסעת חום.

שאלות המחקר:

  • כיצד משתנה טמפרטורת המים כתלות בזמן (עבור טמפרטורה חיצונית נתונה)? כולל פיתוח נוסחאות.
  • האם קיים הבדל בין מי ברז למים מזוקקים? ומדוע?
  • מציאת תלות בין טמפרטורת המים ההתחלתית לבין משך זמן קפיאתם.
  • מציאת קשר בין טמפרטורת המים ההתחלתית לבין נקודת קירור-היתר המינימאלית שלהם.
  • ניסיון לתת הסבר מדוע מים חמים קופאים, במקרים מסוימים, מהר יותר ממים קרים.

מערך ומהלך המחקר:

  • שימוש במבחנות המכילות נוזלים שונים בטמפרטורות שונות ובטמפרטורות סביבה שונות. הניסויים יתבצעו בעזרת מספר מדי-חום שיחוברו למחשב.
  • בניית סימולציות שיתארו את התנהגות המים בהתאם לתנאי ההתחלה.

גרף המתאר את טמפרטורת המים כתלות בזמן (שעה ראשונה) של מי-ברז,
כפי שביצע תלמיד במרכז אחר"ת. ניתן לראות את הקפיצה הפתאומית בטמפרטורה עם תחילת הקיפאון.

מטרות העבודה:

  • הבנה מעמיקה של מגוון רחב של נושאים מתחום התרמודינאמיקה.
  • רכישת מיומנות בפיתוח תיאוריות פיסיקליות והפרכתן או אישושן בעזרת ניסוי ותהיה.
  • חקירה מקיפה של תחום מעברי פאזה (בעיקר מנוזל למוצק).
אוקטובר 2021
יום ראשון יום שני יום שלישי יום רביעי יום חמישי יום שישי שבת
26 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
27 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
28 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
29 בספטמבר 2021

חופשת סוכות

חופשת סוכות
30 בספטמבר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
1 באוקטובר 2021 2 באוקטובר 2021
3 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב
4 באוקטובר 2021

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
5 באוקטובר 2021

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים
6 באוקטובר 2021

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית
7 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
8 באוקטובר 2021 9 באוקטובר 2021
10 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב
11 באוקטובר 2021

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנאת מנחים צבירי גליל

סדנאת מנחים צבירי גליל
12 באוקטובר 2021

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצת ביולוגיה חט"ע

קבוצת ביולוגיה חט"ע
13 באוקטובר 2021 14 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
15 באוקטובר 2021 16 באוקטובר 2021
17 באוקטובר 2021

חופשת יום הולדת של הנביא

חופשת יום הולדת של הנביא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב
18 באוקטובר 2021

חופשת יום הולדת של הנביא

חופשת יום הולדת של הנביא

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
19 באוקטובר 2021 20 באוקטובר 2021

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית
21 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
22 באוקטובר 2021 23 באוקטובר 2021
24 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב
25 באוקטובר 2021

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה
26 באוקטובר 2021

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים

קבוצת ביולוגיה חט"ע

קבוצת ביולוגיה חט"ע
27 באוקטובר 2021

פיזיקה מדעים חט''ב אזורי

פיזיקה מדעים חט''ב אזורי
28 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
29 באוקטובר 2021 30 באוקטובר 2021
31 באוקטובר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יב
1 בנובמבר 2021

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

הכשרת מנחי חקר פיזיקה

סדנאת מנחים צבירי גליל

סדנאת מנחים צבירי גליל
2 בנובמבר 2021

ט' מצטיינים

ט' מצטיינים
3 בנובמבר 2021

קבוצת פיזיקה מעשית

קבוצת פיזיקה מעשית
4 בנובמבר 2021

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא

קבוצה אזורית פיזיקה מחקרית יא
5 בנובמבר 2021 6 בנובמבר 2021